乙醇的七種制備方法如下。
一、制備方法
1、發(fā)酵法
糖質(zhì)原料(如糖蜜、亞硫酸廢液等)和淀粉原料(如甘薯、玉米、高梁等)發(fā)酵。
發(fā)酵法的原料可以是含淀粉的農產(chǎn)品,如谷類(lèi)、薯類(lèi)或野生植物果實(shí)等;也可用制糖廠(chǎng)的廢糖蜜;或者用含纖維素的木屑、植物莖稈等。這些物質(zhì)經(jīng)一定的預處理后,經(jīng)水解(用廢蜜糖作原料不經(jīng)這一步)、發(fā)酵,即可制得乙醇。
2、乙烯水化法
乙烯直接水化法,就是在加熱、加壓和有催化劑存在的條件下,是乙烯與水直接反應,生產(chǎn)乙醇:CH2═CH2 + H─OH→C2H5OH
此法中的原料—乙烯可大量取自石油裂解氣,成本低,產(chǎn)量大,這樣能節約大量糧食,因此發(fā)展很快。
3、煤化工
工業(yè)制乙醇還主要是通過(guò)乙烯氫化制得,而適合中國國情的技術(shù)就是利用煤化工技術(shù),將煤轉化為合成氣,直接或者間接的合成乙醇。
4、聯(lián)合生物加工
利用生物能源轉化技術(shù)生產(chǎn)乙醇能緩解非再生化石能源日漸枯竭帶來(lái)的能源壓力。聯(lián)合生物加工技術(shù),一體化程度高,能有效降低生產(chǎn)成本,未來(lái)發(fā)展前景廣闊。
5、合成法
以乙烯為原料生產(chǎn)乙醇。該法生產(chǎn)的乙醇中夾雜著(zhù)異構高碳醇,對人有麻痹作用,不宜作食品、飲料、醫藥和香料等。
6、分批萃取精餾法
7、分子篩固定床吸附法(簡(jiǎn)稱(chēng)分子篩法)
分子篩是一種無(wú)色、無(wú)臭、無(wú)毒的新材料
二、乙醇
乙醇分子是由乙基和羥基兩部分組成,可以看成是乙烷分子中的一個(gè)氫原子被羥基取代的產(chǎn)物,也可以看成是水分子中的一個(gè)氫原子被乙基取代的產(chǎn)物。乙醇分子中的碳氧鍵和氫氧鍵比較容易斷裂。
無(wú)水乙醇指的是純乙醇,里面不含有水或其他物質(zhì),一般在一些化學(xué)試驗中用到。酒清一般是指含有一部分水,比如一般純酒精指的是95%的酒精(里面有5%的水)醫用酒精是75%的酒精,只有75%的灑精才有殺菌作用。濃度過(guò)高或過(guò)低都起不到殺菌作用。
酒精又叫乙醇,是重要的化工原料,可制造多種有機試劑和溶劑,也是制染料、涂料、醫藥、香料、合成材料、洗滌劑等的原料。
(1)工藝流程:制曲—制酒母—蒸煮糊化—糖化發(fā)酵—蒸餾。 (2)工藝操作要點(diǎn):①制曲:此工藝流程所用的糖化劑多為固體培養基所培養。
在麩皮中添加5%,10%谷糠或細稻皮作培養基,培養黑曲霉菌或黃曲霉菌作為糖化劑,稱(chēng)麩曲法。麩曲法的曲霉菌一般經(jīng)試管培養、培養皿培養、制種曲和制曲等幾個(gè)階段逐步擴大培養,直至滿(mǎn)足生產(chǎn)需要。
試管培養: 常用的黑曲霉菌菌種(如黑曲霉菌輕研2號)由專(zhuān)門(mén)研究單位提供。試管培養所用的培養基有多種,可用小米培養基。
將小米培養基分裝于清洗、滅菌的試管中,每管約10毫升,間隔蒸煮滅菌三次,每次間隔1晝夜,蒸煮1小時(shí)。最后一次滅菌后,將試管斜置過(guò)夜,用接種針接人少量黑曲霉菌菌種,在30-32攝氏度的溫度下,經(jīng)5-7天即繁殖旺盛。
檢驗合格后即可提供擴大培養用。培養皿培養:可在培養皿或三角瓶中進(jìn)行。
培養基可用5%-10%的谷糠或細稻皮制成,麩皮和谷糠加1—1.2倍的水浸泡2小時(shí),上鍋蒸30-40分鐘后,分別裝入已滅菌的培養皿或三角瓶中,裝料厚度0.2-0.3厘米,繼續蒸30分鐘,即成培養基。培養基冷至40攝氏度以下時(shí),在無(wú)菌室中用接種針接人少量試管培養的黑曲霉,充分攪勻,放人恒溫箱中,在30—32攝氏度的溫度下培養約3-5天,菌種即可繁殖旺盛。
檢驗合格后,將培養皿或三角瓶中的水倒出,在35-40攝氏度的溫度下干燥。干燥后,存放于陰涼干燥處,保存備用。
制曲種:曲種又叫種曲,是用于制曲的曲霉菌菌種。制曲種應在專(zhuān)門(mén)的曲種室進(jìn)行。
接種前一天,先將曲盤(pán)及工具放人室內,密封后,燃燒甲醛,進(jìn)行藥物殺菌,約1晝夜后敞開(kāi)天窗,讓藥物氣體逸出。制曲種的原料可為麩皮、大米、小米和高粱等。
常用的配方為:麩皮70%—80%,谷糠或稻皮10%,含水約60%的鮮酒糟20%-30%。將原料加水拌勻,加水量為料量的75%—85%,放置滋潤1小時(shí),過(guò)篩,再上鍋蒸煮45-50分鐘。
蒸好后出鍋,冷卻至37-38攝氏度,按0.1%—0.2%的接種量接人培養皿培養好的菌種,并鏟勻,在32-35攝氏度下堆積4-6小時(shí),中間翻拌一次;然后將料分裝于曲盤(pán)中,厚度約1厘米,再將曲盤(pán)堆在30攝氏度左右的溫度下存放;此時(shí)料溫為28-30攝氏度。5-7小時(shí)后,料溫逐漸升至32-34攝氏度,這時(shí)應倒換曲盤(pán)的堆迭形式;以后每隔3-4小時(shí)搗碎曲料結塊三次,并保持料溫不超過(guò)35-36攝氏度。
從接種起,經(jīng)48-50小時(shí),孢子已長(cháng)成,料溫開(kāi)始下降或不再上升,即可提高室溫,打開(kāi)曲室天窗,在35-40攝氏度的溫度下干燥5—6小時(shí)。干燥后,將曲種存放在陰涼千燥處,保存備用。
制曲:曲是可以直接投入生產(chǎn)使用的糖化劑。制曲應在專(zhuān)門(mén)的曲房中進(jìn)行。
制曲的原料一般摻人5%—10%的谷糠或麩皮,也可再摻人:20%-30%的新鮮酒糟。制作時(shí),將原料加水拌勻,加水量應由麩皮及酒糟的含水量來(lái)決定,一般可用下式計算: 加水重量=原料重量*(要求含水%-原料含水%)/(1-要求含水%) 要求含水量一般為45%-50%。
將加水拌勻的料過(guò)篩,放置1小時(shí),使水分浸透原料,再上鍋蒸煮45-50分鐘,取出過(guò)篩,散開(kāi)冷卻至37-39攝氏度,按0.3%-0.5%的接種量接入曲種,拌勻。接種后的曲料送人曲房;在28-30攝氏度下堆積4—6小時(shí),翻拌一次;再堆放1-2小時(shí),拌勻,分別裝人曲盤(pán),厚度為2-2.5厘米。
再將各盤(pán)堆迭成方柱形,裝盤(pán)4-5小時(shí)后;料溫可升至36-37攝氏度,此時(shí)進(jìn)行拉盤(pán)。所謂拉盤(pán),是將迭成方柱形的曲盤(pán)拉開(kāi)一定距離,呈晶字形,以利于空氣流通及排放曲霉產(chǎn)生的二氧化碳。
拉盤(pán)5-7小時(shí)后,料溫迅速上升;可達41-42攝氏度,此時(shí)進(jìn)行扣盤(pán)。所謂扣盤(pán)是將空曲盤(pán)倒扣在裝有曲料的曲盤(pán)上,然后相互翻轉,使曲料由原盤(pán)落于空盤(pán)中,使原來(lái)被壓在下面的曲料生長(cháng)曲霉。
扣盤(pán)后,曲盤(pán)仍堆成品字形,根據料溫的變化情況,適時(shí)調動(dòng)曲盤(pán)位置,以保持各盤(pán)中料溫基本一致。制曲過(guò)程申;曲室溫度應保持在28-33攝氏度。
一般由接種開(kāi)始,經(jīng)40-45小時(shí),即可出曲。已制好的麩曲應立即投入生產(chǎn)使用,不宜長(cháng)時(shí)間存放。
②制酒母:酵母菌的擴大培養一般分試管培養、三角瓶培養、卡氏罐培養和制酒母等階段。試管培養:先將大麥用冷水浸泡24小時(shí),中間換三次水,然后攤在竹簾上或竹篩里,在室溫下任其發(fā)芽。
待葉芽長(cháng)度與大麥粒相等時(shí),碾碎,加1.5-2倍水,在60攝氏度的溫度下糖化1-3小時(shí),再用布袋過(guò)濾。調節糖度到12-13度,加硫酸調節pH為0.2-0.4小將糖液分別裝入試管中,每管約5毫升,蒸煮滅菌約1小時(shí),每晝夜滅菌一次,共進(jìn)行三次。
最后一次滅菌,放置過(guò)夜,同時(shí)無(wú)菌接人少量試管中培養好的酵母菌,在25-26攝氏度的溫度下,培養22-24小時(shí)。經(jīng)檢驗合格后,即可提供擴大培養用。
三角瓶培養:可在三角瓶和燒瓶中進(jìn)行。所用培養液及培養方法均與試管培養相同,只是擴大培養倍數為8-10。
卡氏罐培養:先將紅薯粉與其2倍的水攪拌成漿液,再將紅薯粉重量的3倍的水放人鍋中煮沸,此時(shí)倒入紅薯粉漿液,攪拌蒸煮40分鐘。出料后,用粗布過(guò)濾,即可得糊化醪。
將糊化。
根據綜合性的了解,應該有三種方法。
工業(yè)上大量生產(chǎn)乙醇是用石油裂解氣(petroleum pyrolysis gas)中的乙烯做原料。
一種方法是把乙烯在100℃吸收于濃硫酸中,然后水解。此法優(yōu)點(diǎn)是乙醇產(chǎn)率高,但要用大量硫酸,對設備有強烈的腐蝕作用,還存在對廢酸的回收利用問(wèn)題。
另一種方法在烯烴酸催化下加水時(shí),用磷酸做催化劑,在300℃和7MPa壓力下,把水蒸氣通人乙烯中,此法步驟簡(jiǎn)單,沒(méi)有硫酸腐蝕及廢酸的回收利用問(wèn)題,但需用高濃度的乙烯,且在高壓下操作,生產(chǎn)設備要求很高,且一次轉化成乙醇的量很少,要反復循環(huán),消耗能量較大。
上述兩法,成本差別不是很大,由于乙烯可大量地從石油加工得到,受到各國重視。
生產(chǎn)乙醇的第三種方法叫做發(fā)酵法(fermentation method),這是與上述方法完全不同的,是通過(guò)微生物進(jìn)行的一種生物化學(xué)方法。飲用的酒就是用這種方法生產(chǎn)的。中國的乙醇發(fā)酵是用干薯、馬鈴薯及其它含淀粉的物質(zhì)做主要原料,這些原料先和黑曲霉作用進(jìn)行糖化,即把淀粉轉變成單糖,然后,加入培養的酵母發(fā)酵,把糖變?yōu)榫坪投趸肌6趸际歉碑a(chǎn)品,產(chǎn)率均為95%,可將之降溫,壓縮裝入鋼瓶中,并成為固體,叫做干冰,在常壓下即成為二氧化碳氣體。在酵母的作用下把糖變?yōu)榫剖且粋€(gè)很復雜的過(guò)程,現在對這個(gè)過(guò)程已經(jīng)有了很清楚的了解,它是許多專(zhuān)一反應共同作用的結果,不過(guò)各專(zhuān)一反應都是由特殊作用的酶進(jìn)行的,目前,從酵母復合酶中已分離出12種酶。酶是一種專(zhuān)一而又活性極高的有機催化劑。在制酒的發(fā)酵過(guò)程中,還產(chǎn)生少量戊醇的兩個(gè)異構體及少量丁二酸,這些產(chǎn)物不是來(lái)自淀粉,而是由原料中所含蛋白質(zhì)的發(fā)酵產(chǎn)生的。
人類(lèi)最早制取酒精就是釀酒法。用植物發(fā)酵可以獲得低濃度的酒精,然后用蒸餾法獲得更高濃度的酒精,最后把無(wú)法用蒸餾去除的水分用化學(xué)方法去除可以獲得高濃度乃至無(wú)水的酒精。
上世紀隨著(zhù)石化產(chǎn)業(yè)的發(fā)達,用乙烯催化制取酒精可以獲得很大規模的產(chǎn)能。發(fā)酵法由于主要用糧食作物生產(chǎn)酒精,這樣出現與人爭食的情況,國家不鼓勵使用生物方法制取酒精。
從理論上說(shuō),也可以直接用煤炭和水為原料制造出乙醇,但步驟較多,一般不采用(但甲醇用這個(gè)方法制造的很多,因為甲醇是一碳化合物分子結構簡(jiǎn)單容易制造)。
現在普遍提倡環(huán)保,而且糧食也不存在短缺問(wèn)題,同時(shí)乙烯隨著(zhù)石油價(jià)格的扶搖直上飛漲,重新使用生物方法制取酒精是一個(gè)價(jià)格低廉、環(huán)保、資源可循環(huán)利用的好方法。例如用高產(chǎn)的甘蔗進(jìn)行發(fā)酵生產(chǎn)酒精。
工業(yè)酒精:即工業(yè)上使用的酒精,也稱(chēng)變性酒精、工業(yè)火酒。工業(yè)酒精的純度一般為95%和99%。主要有合成和釀造(玉米或木薯)兩種方式生產(chǎn),合成的一般成本低,甲醇含量高,所以?xún)r(jià)格便宜;釀造的工業(yè)酒精一般乙醇含量大于或等于95%,甲醇含量低于0.01%,價(jià)格比較貴。
工業(yè)乙醇含量為95%(化學(xué)式C2H5OH)
相對密度(20℃/4℃):0.793
凝固點(diǎn):-114℃,
沸點(diǎn):78.32℃
閃點(diǎn)(開(kāi)口):16℃
燃點(diǎn):390-430 ℃
折射率:1.3614
粘度(20℃):1.41mPa·s
表面張力(20 ℃):22.27*10?-3N/m
比熱容(20 ℃):2.42kJ/(kgK)
蒸氣壓(20 ℃):5.732kPa
溶解度參數δ=12.7。
工業(yè)乙醇為無(wú)色透明、易燃易揮發(fā)液體。有酒的氣味和刺激性辛辣味。
溶于水、甲醇、乙醚和氯仿。能溶解許多有機物和若干無(wú)機物。具有吸濕性,能與水形成共沸混合物。
與鉻酸、次氯酸鈣、過(guò)氧化氫、硝酸、硝酸鉑、過(guò)氮酸鹽及氧化劑反應劇烈,有發(fā)生爆炸的危險。易揮發(fā),極易燃燒,火焰淡藍色。蒸氣與空氣形成爆炸性混合物,爆炸極限4.3-19.0%(體積)。
毒性:微毒,有麻醉性,飲入乙醇中毒劑量75-80g。致死劑量為250-500g。空氣中最高容許濃度1880mg/立方米。
但是,工業(yè)酒精里往往含有少量甲醇、醛類(lèi)、有機酸等雜質(zhì),這大大增加了它的毒性。飲用工業(yè)酒精后會(huì )引起中毒,甚至死亡。我國明令禁止使用工業(yè)酒精生產(chǎn)各種酒類(lèi)。
酒精的工業(yè)生產(chǎn)方法 可分為發(fā)酵法和化學(xué)合成法兩大類(lèi);
(1)發(fā)酵法 是利用淀粉質(zhì)原料或糖質(zhì)原料,在微生物的作用下生成酒精,根據原料的不同,又可分為:
A。淀粉質(zhì)原料發(fā)酵生產(chǎn)酒精 這是我國當前生產(chǎn)酒精的主要方法,它是利用薯類(lèi)、谷物及野生植物等含淀粉的原料,在微生物的作用下將淀粉水解為葡萄糖,再進(jìn)一步發(fā)酵生成酒精。
整個(gè)生產(chǎn)過(guò)程包括原料蒸煮、糖化劑制備、糖化、酒母制備、發(fā)酵及蒸餾等工序。
B。糖蜜原料發(fā)酵生產(chǎn)酒精 直接利用糖蜜中的糖分,經(jīng)過(guò)稀釋并添加部分營(yíng)養鹽,借酒母的作用發(fā)酵生成酒精。
C。亞硫酸鹽紙漿廢液發(fā)酵生產(chǎn)酒精
造紙原料經(jīng)亞硫酸鹽液蒸煮后,廢液中含有六碳糖,這部分糖在酵母作用下可以發(fā)酵生成酒精,主要是工業(yè)酒精。
(2)化學(xué)合成法生產(chǎn)酒精 是利用煉焦炭、裂解石油的廢氣為原料,經(jīng)化學(xué)合成反應而制成酒精。
生產(chǎn)方法又可分為間接水合法和直接水合法兩種,目前工業(yè)上普遍采用后者。
A。間接水合法 又稱(chēng)硫酸水合法,它的生產(chǎn)過(guò)程是將乙烯與硫酸經(jīng)加成作用生成硫酸氫乙脂,再進(jìn)行水解,生成乙醇和硫酸。
此法的缺點(diǎn)是對設備腐蝕嚴重,酸消耗較多,優(yōu)點(diǎn)是對原料氣體的純度要求不高,設備簡(jiǎn)化,易與上馬。
B。直接水合法 乙烯與水蒸氣在磷酸催化劑存在下,在高壓高溫下可直接發(fā)生加成反應,生成酒精。
此法要求乙烯純度在98%以上的原料氣,需要采用特出的方法分離裂解其中各種組分,對設備、材料都提出了較高的要求,但此法步驟簡(jiǎn)單,無(wú)腐蝕問(wèn)題。
擴展資料
酒精制造
酒精制造指用玉米、小麥、薯類(lèi)等淀粉質(zhì)原料或用糖蜜等含糖質(zhì)原料,經(jīng)蒸煮、糖化、發(fā)酵及蒸餾等工藝制成酒精產(chǎn)品的生產(chǎn)活動(dòng)。
方式分類(lèi)
包括
—糧食發(fā)酵酒精;
—糖蜜發(fā)酵酒精。
不包括
—合成酒精,列入2614(有機化學(xué)原料制造);—木材水解酒精制造,列入2663(林產(chǎn)化學(xué)產(chǎn)品制造)。
工業(yè)制法
工業(yè)上一般用淀粉發(fā)酵法或乙烯的水化法制取乙醇
1、酒精行業(yè)發(fā)展要與農業(yè)特糧的發(fā)展相結合,堅持以“市場(chǎng)需求為主”的方針,圍繞著(zhù)提高質(zhì)量和經(jīng)濟效益做文章,產(chǎn)品堅持優(yōu)質(zhì)、多品種、低消耗,
走綜合發(fā)展的道路,以高速產(chǎn)品結構、企業(yè)結構和擴大出口并發(fā)展重點(diǎn),以高新技術(shù)的開(kāi)發(fā)利用等發(fā)展方向,人才發(fā)展規模經(jīng)濟。管理利用外資,促進(jìn)酒精工業(yè)再上新臺階。
2、以提高經(jīng)濟效益等目的,加快以規模經(jīng)濟大型化等方向的骨干企業(yè)的發(fā)展,將污染治理與新資源開(kāi)發(fā)利用結合起來(lái),努力探索治理污染、保護環(huán)境、提高效益的新途徑,加強節約能源,糧食、
提高自動(dòng)化水平的技術(shù)改造,努力降低成本,提高產(chǎn)品質(zhì)量,以增加出口與飼料生產(chǎn)等突破口,大力開(kāi)發(fā)新苗種、新產(chǎn)品、調整企業(yè)產(chǎn)品結構,走多元化發(fā)展的道路。
3、酒精生產(chǎn)企業(yè)必須加強自身建設,加快科技進(jìn)步,提高職工素質(zhì),提高管理水平,才能提高經(jīng)濟效益,在競爭中求得生存,努力趕超世界先進(jìn)水平。
參考資料: 百度百科-酒精制造
乙醇的七種制備方法如下。
一、制備方法 1、發(fā)酵法 糖質(zhì)原料(如糖蜜、亞硫酸廢液等)和淀粉原料(如甘薯、玉米、高梁等)發(fā)酵。 發(fā)酵法的原料可以是含淀粉的農產(chǎn)品,如谷類(lèi)、薯類(lèi)或野生植物果實(shí)等;也可用制糖廠(chǎng)的廢糖蜜;或者用含纖維素的木屑、植物莖稈等。
這些物質(zhì)經(jīng)一定的預處理后,經(jīng)水解(用廢蜜糖作原料不經(jīng)這一步)、發(fā)酵,即可制得乙醇。 2、乙烯水化法 乙烯直接水化法,就是在加熱、加壓和有催化劑存在的條件下,是乙烯與水直接反應,生產(chǎn)乙醇:CH2═CH2 + H─OH→C2H5OH 此法中的原料—乙烯可大量取自石油裂解氣,成本低,產(chǎn)量大,這樣能節約大量糧食,因此發(fā)展很快。
3、煤化工 工業(yè)制乙醇還主要是通過(guò)乙烯氫化制得,而適合中國國情的技術(shù)就是利用煤化工技術(shù),將煤轉化為合成氣,直接或者間接的合成乙醇。 4、聯(lián)合生物加工 利用生物能源轉化技術(shù)生產(chǎn)乙醇能緩解非再生化石能源日漸枯竭帶來(lái)的能源壓力。
聯(lián)合生物加工技術(shù),一體化程度高,能有效降低生產(chǎn)成本,未來(lái)發(fā)展前景廣闊。 5、合成法 以乙烯為原料生產(chǎn)乙醇。
該法生產(chǎn)的乙醇中夾雜著(zhù)異構高碳醇,對人有麻痹作用,不宜作食品、飲料、醫藥和香料等。 6、分批萃取精餾法 7、分子篩固定床吸附法(簡(jiǎn)稱(chēng)分子篩法) 分子篩是一種無(wú)色、無(wú)臭、無(wú)毒的新材料 二、乙醇 乙醇分子是由乙基和羥基兩部分組成,可以看成是乙烷分子中的一個(gè)氫原子被羥基取代的產(chǎn)物,也可以看成是水分子中的一個(gè)氫原子被乙基取代的產(chǎn)物。
乙醇分子中的碳氧鍵和氫氧鍵比較容易斷裂。 無(wú)水乙醇指的是純乙醇,里面不含有水或其他物質(zhì),一般在一些化學(xué)試驗中用到。
酒清一般是指含有一部分水,比如一般純酒精指的是95%的酒精(里面有5%的水)醫用酒精是75%的酒精,只有75%的灑精才有殺菌作用。濃度過(guò)高或過(guò)低都起不到殺菌作用。
聲明:本網(wǎng)站尊重并保護知識產(chǎn)權,根據《信息網(wǎng)絡(luò )傳播權保護條例》,如果我們轉載的作品侵犯了您的權利,請在一個(gè)月內通知我們,我們會(huì )及時(shí)刪除。
蜀ICP備2020033479號-4 Copyright ? 2016 學(xué)習?shū)B(niǎo). 頁(yè)面生成時(shí)間:2.808秒